專利名稱：運(yùn)算裝置和使用運(yùn)算裝置的圖象處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速執(zhí)行多媒體信號(hào)處理的運(yùn)算裝置和使用該運(yùn)算裝置的圖象處理裝置。
以往的程序控制方式的處理器(運(yùn)算裝置)，通過安裝矢量命令，實(shí)現(xiàn)其高性能化。

圖14所示的以往的運(yùn)算裝置包括程序控制電路1401，它解讀矢量命令輸出第1啟動(dòng)信號(hào)和第2啟動(dòng)信號(hào)；第1地址發(fā)生器1402，它用上述第1啟動(dòng)信號(hào)輸出第1地址；第1存儲(chǔ)器1403，它根據(jù)上述第1地址輸出第1數(shù)據(jù)；流水線運(yùn)算電路1404，它根據(jù)上述第1數(shù)據(jù)執(zhí)行流水線運(yùn)算；第2地址發(fā)生器1405，它用上述第2啟動(dòng)信號(hào)輸出第2地址；第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1406，它根據(jù)上述第2地址存儲(chǔ)上述流水線運(yùn)算電路1404的計(jì)算結(jié)果。
如圖14所示，該運(yùn)算裝置，在由程序控制電路1401解讀矢量命令時(shí)，從程序控制電路1401輸出第1啟動(dòng)信號(hào)，根據(jù)該第1啟動(dòng)信號(hào)從第1地址發(fā)生器1402中開始生成N個(gè)地址。輸入該N個(gè)地址的第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1403，向流水線運(yùn)算電路1404提供N個(gè)數(shù)據(jù)。在流水線運(yùn)算電路1404中接收這N個(gè)數(shù)據(jù)并執(zhí)行流水線運(yùn)算處理。
另外，程序控制電路1401，和來自流水線運(yùn)算電路1404的開頭處理數(shù)據(jù)的輸出時(shí)刻一致地輸出第2啟動(dòng)信號(hào)，根據(jù)該第2啟動(dòng)信號(hào)從第2地址發(fā)生器1405把N個(gè)地址輸出到第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1406。由此，在第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1406中順序存儲(chǔ)從流水線運(yùn)算電路1404中輸出的計(jì)算結(jié)果。
而后，第1地址發(fā)生器1402和第2地址發(fā)生器1405，在結(jié)束N個(gè)數(shù)據(jù)輸出時(shí)，分別把第1結(jié)束信號(hào)、第2結(jié)束信號(hào)輸出到程序控制電路1401，由此結(jié)束矢量命令。
可是，對(duì)于實(shí)時(shí)圖象處理等，要求非常高運(yùn)算性能的應(yīng)用來說，在通用的流水線計(jì)算電路中存在其性能不足的情況。在這樣的情況下，通過采用使特定的高負(fù)荷運(yùn)算在專用的流水線運(yùn)算電路(例如，DCT(Discrete Cosine Transform)運(yùn)算電路)中處理，使除此之外的處理在通用的運(yùn)算電路中處理這種混合結(jié)構(gòu)提高運(yùn)算性能，確保實(shí)時(shí)性。但是，由于依據(jù)作為對(duì)象的處理內(nèi)容，所需要的專用的流水線運(yùn)算電路不同，因而，要將程序控制電路中的某定時(shí)設(shè)計(jì)成為執(zhí)行專用的流水線運(yùn)算電路中固有的程序，換言之，存在要改變應(yīng)用中固有的程序的問題。因而在考慮到今后的IP(Intellectual Property)化時(shí)代時(shí)，根據(jù)用途改變作為處理器的最復(fù)雜部分的程序控制電路成為了大問題。
本發(fā)明，就是鑒于這種問題而提出的，其通過分離通用運(yùn)算電路和專用運(yùn)算電路，使每個(gè)專用運(yùn)算電路的用途的變更不影響通用運(yùn)算電路，就可以實(shí)現(xiàn)適用于各種各樣的應(yīng)用的運(yùn)算裝置和使用該運(yùn)算裝置的圖象處理裝置。
本發(fā)明的(權(quán)利要求1)運(yùn)算裝置的特征在于具有通用運(yùn)算電路和專用運(yùn)算電路，上述通用運(yùn)算電路實(shí)裝有多條矢量命令，是和上述專用運(yùn)算電路一同執(zhí)行根據(jù)上述矢量命令的流水線運(yùn)算的運(yùn)算裝置，上述通用運(yùn)算電路，向上述專用運(yùn)算電路輸出通知上述專用運(yùn)算電路的運(yùn)算內(nèi)容的專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)、在上述通用運(yùn)算電路中的多個(gè)計(jì)算結(jié)果、通知上述多個(gè)計(jì)算結(jié)果的輸出時(shí)刻的通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)，從上述專用運(yùn)算電路輸入在上述專用運(yùn)算電路中的多個(gè)專用計(jì)算結(jié)果、識(shí)別上述多個(gè)專用計(jì)算結(jié)果的輸出時(shí)刻和輸出數(shù)據(jù)的結(jié)束時(shí)刻的專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)，上述專用運(yùn)算電路包括多個(gè)專用流水線運(yùn)算電路，它們用來在輸出流水線段數(shù)通知信號(hào)的同時(shí)，在上述通用運(yùn)算電路中對(duì)上述多個(gè)計(jì)算結(jié)果執(zhí)行流水線運(yùn)算；數(shù)據(jù)選擇電路，它根據(jù)在上述通用運(yùn)算電路中的上述專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)，從上述多個(gè)專用運(yùn)算電路的各自中輸出的專用計(jì)算結(jié)果中任意選擇一個(gè)專用計(jì)算結(jié)果，把上述任意選擇出的專用計(jì)算結(jié)果作為上述多個(gè)專用計(jì)算結(jié)果輸出到上述通用運(yùn)算電路中；控制電路，它接收上述多個(gè)專用流水線運(yùn)算電路各自輸出的專用流水線段數(shù)通知信號(hào)，以及上述通用運(yùn)算電路的上述專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)和上述通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)的輸入，把專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)輸出到上述通用運(yùn)算電路。
通過上述構(gòu)成，與運(yùn)算電路的構(gòu)成無關(guān)，不需要改變程序控制電路，就可以搭載適用于各種用途的任意的專用流水線運(yùn)算電路，其結(jié)果，具有可以實(shí)現(xiàn)能適用各種各樣應(yīng)用的運(yùn)算裝置的效果。
本發(fā)明的運(yùn)算裝置(權(quán)利要求2)的特征在于具有通用運(yùn)算電路和專用運(yùn)算電路，上述通用運(yùn)算電路實(shí)裝有多條矢量命令，是和上述專用運(yùn)算電路一同根據(jù)上述矢量命令執(zhí)行流水線運(yùn)算的運(yùn)算裝置，上述通用運(yùn)算電路包括程序控制電路，它輸出第1啟動(dòng)信號(hào)、第2啟動(dòng)信號(hào)、第1運(yùn)算電路選擇信號(hào)、第2運(yùn)算電路選擇信號(hào)、專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)以及通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)，接收專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)的輸入；第1地址發(fā)生器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的上述第1啟動(dòng)信號(hào)，連續(xù)輸出M個(gè)第1地址；第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它根據(jù)來自上述第1地址發(fā)生器的上述第1地址，輸出M個(gè)第1數(shù)據(jù)；第1流水線運(yùn)算電路，它根據(jù)來自上述程序控制電路的上述第1運(yùn)算電路選擇信號(hào)，對(duì)來自上述第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的上述第1數(shù)據(jù)執(zhí)行流水線運(yùn)算并順序并輸出M個(gè)第1計(jì)算結(jié)果；第2流水線運(yùn)算電路，它根據(jù)來自上述程序運(yùn)算電路的上述第2運(yùn)算電路選擇信號(hào)，對(duì)來自上述專用運(yùn)算電路的第2計(jì)算結(jié)果執(zhí)行流水線運(yùn)算并順序輸出M個(gè)第3計(jì)算結(jié)果；第2地址發(fā)生器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的上述第2啟動(dòng)信號(hào)，連續(xù)輸出M個(gè)第2地址；第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它根據(jù)來上述第2地址發(fā)生器的上述第2地址，存儲(chǔ)來自上述第2流水線運(yùn)算電路的M個(gè)上述第3計(jì)算結(jié)果，上述專用運(yùn)算電路包括各有M個(gè)的多個(gè)專用流水線運(yùn)算電路，它們輸出流水線段數(shù)通知信號(hào)，對(duì)來自上述通用運(yùn)算電路中的上述第1流水線運(yùn)算電路的上述第1計(jì)算結(jié)果執(zhí)行流水線運(yùn)算；數(shù)據(jù)選擇電路，它根據(jù)來自上述通用運(yùn)算電路中的上述程序控制電路的上述專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)，從由上述多個(gè)專用流水線運(yùn)算電路的各自輸出的專用計(jì)算結(jié)果中選擇1個(gè)第n專用計(jì)算結(jié)果，把該第n專用計(jì)算結(jié)果作為上述第2計(jì)算結(jié)果輸出到上述通用運(yùn)算電路的上述第2流水線運(yùn)算電路；控制電路，它接收從上述多個(gè)專用流水線運(yùn)算電路各自輸出的專用流水線段數(shù)通知信號(hào)，以及來自上述通用運(yùn)算電路的上述程序控制電路的上述專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)和上述通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)的輸入，把上述專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)輸出到上述通用運(yùn)算電路的上述程序控制電路。
通過如上構(gòu)成，就可以分離為通用運(yùn)算電路和專用運(yùn)算電路，從專用運(yùn)算電路向通用運(yùn)算電路通知在通用運(yùn)算電路中的程序控制電路中作為時(shí)刻控制的所需要的專用運(yùn)算電路固有的信息的專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能，使得專用運(yùn)算電路的每種用途的變更不影響在通用運(yùn)算電路中的流水線運(yùn)算，通用運(yùn)算電路中的程序控制電路根據(jù)作為通知信息的專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)，控制流水線運(yùn)算電路的輸出時(shí)刻。即，在上述通用運(yùn)算電路中的程序控制電路，在矢量命令解讀后，斷言第1啟動(dòng)信號(hào)，在該第1啟動(dòng)信號(hào)的斷言后，根據(jù)第1流水線運(yùn)算電路的流水線段數(shù)檢測(cè)來自第1流水線運(yùn)算電路的第1的第1計(jì)算結(jié)果的輸出時(shí)刻。與此同時(shí)上述程序控制電路，斷言通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能，在上述第1啟動(dòng)信號(hào)的斷言后在M周期后取消上述第1啟動(dòng)信號(hào)，在該第1啟動(dòng)信號(hào)取消后，在根據(jù)上述第1流水線運(yùn)算電路的段數(shù)檢測(cè)來自上述第1流水線運(yùn)算電路的第M號(hào)的上述第1計(jì)算結(jié)果的輸出時(shí)刻的同時(shí)，取消上述通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)。在上述專用運(yùn)算電路中的控制電路，在上述通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)斷言后，根據(jù)按照專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)選擇出的第n個(gè)流水線段數(shù)通知信號(hào)檢測(cè)出來自該第n個(gè)專用流水線運(yùn)算電路的第1號(hào)的第n個(gè)專用計(jì)算結(jié)果的輸出時(shí)刻。與此同時(shí)控制電路，斷言專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)，在上述通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)取消后，在根據(jù)按照上述專用流水線段數(shù)運(yùn)算電路選擇信號(hào)選擇出的上述第n個(gè)流水線段數(shù)通知信號(hào)，檢測(cè)出來自上述第n個(gè)專用流水線運(yùn)算電路的第M號(hào)的上述第n個(gè)專用計(jì)算結(jié)果的輸出時(shí)刻的同時(shí)，取消上述專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)。而后，上述程序控制電路，在上述專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)的斷言后，在根據(jù)上述第2流水線運(yùn)算電路的段數(shù)檢測(cè)出來自上述第2流水線運(yùn)算電路的上述第3計(jì)算結(jié)果的第1的輸出時(shí)刻的同時(shí)，斷言上述第2啟動(dòng)信號(hào)，在上述專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)的取消后，在根據(jù)上述第2流水線運(yùn)算電路的流水線段數(shù)檢測(cè)出來自上述第2流水線運(yùn)算電路的第M號(hào)的上述第3計(jì)算結(jié)果的輸出時(shí)刻的同時(shí)，取消上述第2啟動(dòng)信號(hào)。因而，本發(fā)明的運(yùn)算裝置，不用改變程序控制電路，就可以搭載在與各種用途相適應(yīng)的任意的專用流水線運(yùn)算電路上，其結(jié)果，具有可以實(shí)現(xiàn)能適用于各種各樣的應(yīng)用的運(yùn)算裝置的效果。
本發(fā)明的運(yùn)算裝置(權(quán)利要求3)的特征在于在權(quán)利要求2所述的運(yùn)算裝置中，在上述通用運(yùn)算電路中的第1流水線運(yùn)算電路包括第1寄存器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的上述第1運(yùn)算電路選擇信號(hào)，把來自上述第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的上述第1數(shù)據(jù)作為輸入，把第2數(shù)據(jù)作為輸出；第2寄存器，它輸出預(yù)先存儲(chǔ)的第3數(shù)據(jù)；乘法器，它接收來自上述第1寄存器的上述第2數(shù)據(jù)和來自上述第2寄存器的上述第3數(shù)據(jù)的輸入，把它們的乘法結(jié)果作為第4數(shù)據(jù)輸出；第3寄存器，它把來自上述乘法器的第4數(shù)據(jù)作為輸入，輸出第5數(shù)據(jù)；第4寄存器，它輸出預(yù)先存儲(chǔ)的第6數(shù)據(jù)；算術(shù)計(jì)算器，它接收來自上述第3寄存器的上述第5數(shù)據(jù)和來自上述第4寄存器的上述第6數(shù)據(jù)的輸入，把它們的計(jì)算結(jié)果作為第7數(shù)據(jù)輸出；第5寄存器，它把來自上述上述算運(yùn)算器的上述第7數(shù)據(jù)作為輸入，輸出成為本第1流水線運(yùn)算電路的輸出的第1計(jì)算結(jié)果，在上述通用運(yùn)算電路中的第2流水線運(yùn)算電路包括第6寄存器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的第2運(yùn)算電路選擇信號(hào)，把來自上述專用運(yùn)算電路的第2計(jì)算結(jié)果作為輸入，輸出成為本第2流水線運(yùn)算電路的輸出的第3計(jì)算結(jié)果，在上述專用運(yùn)算電路中的特定的專用流水線運(yùn)算電路包括IDCT(InversionDiscrete Cosine Transform)運(yùn)算器，把來自上述第1流水線運(yùn)算電路的上述第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，實(shí)施1次元反離散余弦轉(zhuǎn)換并輸出成為本專用流水線運(yùn)算電路的輸出的專用計(jì)算結(jié)果。
通過采用上述構(gòu)成，就可以用通用運(yùn)算電路中的第1流水線運(yùn)算電路進(jìn)行逆量化運(yùn)算，用專用運(yùn)算電路中的專用流水線運(yùn)算電路進(jìn)行逆DCT運(yùn)算，由此，具有可以連續(xù)逆量化和逆DCT運(yùn)算并進(jìn)行流水線運(yùn)算的效果。
本發(fā)明的運(yùn)算裝置(權(quán)利要求4)的特征在于在權(quán)利要求2所述的運(yùn)算裝置中，在上述通用運(yùn)算電路中的第1流水線運(yùn)算電路包括第1寄存器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的第1運(yùn)算電路選擇信號(hào)，把來自上述第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的第1數(shù)據(jù)作為輸入，把成為本第1流水線運(yùn)算電路的輸出的第1計(jì)算結(jié)果作為輸出，在上述通用運(yùn)算電路中的第2流水線運(yùn)算電路包括第2寄存器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的第2運(yùn)算電路選擇信號(hào)，把來自上述專用運(yùn)算電路的第2計(jì)算結(jié)果作為輸入，把第2數(shù)據(jù)作為輸出；第3寄存器，輸出預(yù)先存儲(chǔ)的第3數(shù)據(jù)；算術(shù)運(yùn)算器，它接收來自上述第2寄存器的上述第2數(shù)據(jù)和來自上述第3寄存器的上述第3數(shù)據(jù)的輸入，把這些算術(shù)結(jié)果作為第4數(shù)據(jù)輸出；第4寄存器，把來自上述算術(shù)運(yùn)算器的上述第4數(shù)據(jù)作為輸入，輸出第5數(shù)據(jù)；第5寄存器，輸出預(yù)先存儲(chǔ)的第6數(shù)據(jù)；乘法器，它把來自上述第4寄存器的上述第5數(shù)據(jù)和來自上述第5寄存器的上述第6數(shù)據(jù)作為輸入，把它們的乘算結(jié)果作為第7數(shù)據(jù)輸出；第6寄存器，它把來自上述乘法器的上述第7數(shù)據(jù)作為輸入，輸出成為本第2流水線運(yùn)算電路的輸出的第3計(jì)算結(jié)果，在上述專用運(yùn)算電路中的特定的專用流水線運(yùn)算電路包括DCT(Discrete CosineTransform)運(yùn)算器，它把來自上述通用運(yùn)算電路的第1流水線運(yùn)算電路的第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，實(shí)施1次元離散余弦轉(zhuǎn)換輸出成為本專用流水線運(yùn)算電路的輸出的第2專用計(jì)算結(jié)果。
通過以上構(gòu)成，就可以用在通用運(yùn)算電路中的第2流水線運(yùn)算電路進(jìn)行量化運(yùn)算，用在專用運(yùn)算電路中的專用流水線運(yùn)算電路進(jìn)行DCT運(yùn)算，由此，具有可以連續(xù)DCT運(yùn)算和量化運(yùn)算并進(jìn)行流水線運(yùn)算的效果。
本發(fā)明的運(yùn)算裝置(權(quán)利要求5)的特征在于在權(quán)利要求3或4所述的運(yùn)算裝置中，上述算術(shù)運(yùn)算器包括加法器，它接收第1輸入和第2輸入，輸出其加法運(yùn)算結(jié)果；減法器，它接收上述第1輸入和上述第2輸入，輸出第1輸入減去第2輸入的減法運(yùn)算結(jié)果；輸出選擇器，它是把上述加法器的加法運(yùn)算結(jié)果、上述減法器的減法運(yùn)算結(jié)果，或者0作為輸入，把從它們中選擇出的數(shù)據(jù)作為輸出的選擇器，當(dāng)上述第1輸入是正數(shù)的情況下選擇輸出上述加法器的加法運(yùn)算結(jié)果，在上述第1輸入是0的情況下選擇0輸出，在其它情況下選擇輸出上述減法器的減法運(yùn)算結(jié)果。
通過上述構(gòu)成，就可以用在通用運(yùn)算電路中的第1流水線運(yùn)算電路進(jìn)行逆量化運(yùn)算，用在專用運(yùn)算電路中的專用流水線運(yùn)算電路進(jìn)行逆DCT運(yùn)算，由此，具有可以連續(xù)逆量化和逆DCT運(yùn)算并進(jìn)行流水線運(yùn)算的效果。
本發(fā)明的圖象處理裝置(權(quán)利要求6)，是搭載多個(gè)本發(fā)明權(quán)利要求2所述的運(yùn)算裝置的圖象處理裝置，其特征在于包括第1運(yùn)算裝置，其具有DCT運(yùn)算電路，它作為第1專用流水線運(yùn)算電路，把上述第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，對(duì)該輸入進(jìn)行1次元的離散余弦轉(zhuǎn)換輸出第1專用計(jì)算結(jié)果，和IDCT運(yùn)算電路，它作為第2專用流水線運(yùn)算電路，把上述第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，對(duì)該輸入實(shí)施1次元反離散余弦轉(zhuǎn)換輸出第2專用計(jì)算結(jié)果；第2運(yùn)算裝置，其具有半像點(diǎn)運(yùn)算電路，它把第1專用流水線運(yùn)算電路的上述第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，對(duì)該輸入實(shí)施半像點(diǎn)運(yùn)算輸出第1專用計(jì)算結(jié)果，和后噪聲濾波運(yùn)算電路，它作為第2專用流水線運(yùn)算電路，把上述第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，對(duì)該輸入實(shí)施后消除濾波后輸出第2專用計(jì)算結(jié)果；主接口，它進(jìn)行和主微機(jī)的數(shù)據(jù)收發(fā)；視頻接口，它從圖象AD變換器輸入圖象數(shù)據(jù)實(shí)施預(yù)換算，輸出CIF(Common Internet File)數(shù)據(jù)或者QCIF(Quadrature Common Internet File)數(shù)據(jù)，另外接收CIF數(shù)據(jù)或者QCIF數(shù)據(jù)的輸入實(shí)施后換算并輸出到圖象DA變換器；DMA(DirectMemory Access)控制電路，它控制和大容量存儲(chǔ)器之間的經(jīng)由上述主接口來自上述主機(jī)的數(shù)據(jù)輸入輸出、來自上述第1運(yùn)算裝置中的第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或者第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的輸入輸出、在上述第2運(yùn)算裝置中的第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或者第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)的輸入輸出，以及來自上述視頻接口的上述CIF數(shù)據(jù)或者QCIF數(shù)據(jù)的輸入輸出；公共存儲(chǔ)器，具有在上述第1運(yùn)算裝置和第2運(yùn)算裝置之間轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)的功能。
通過上述構(gòu)成，就可以用在通用運(yùn)算電路中的第2流水線運(yùn)算電路進(jìn)行量化運(yùn)算，用在專用運(yùn)算電路中的專用流水線運(yùn)算電路進(jìn)行DCT運(yùn)算，由此，具有可以連續(xù)DCT運(yùn)算和量化運(yùn)算并進(jìn)行流水線運(yùn)算的效果。另外，因?yàn)榇钶d多個(gè)包含通用運(yùn)算電路和專用運(yùn)算電路的上述運(yùn)算裝置，第1專用運(yùn)算電路包括DCT運(yùn)算電路和IDCT運(yùn)算電路，第2專用運(yùn)算電路包括后噪聲濾波運(yùn)算電路和半像點(diǎn)運(yùn)算電路，所以，本發(fā)明的圖象處理裝置可以實(shí)現(xiàn)這樣的圖象處理裝置的效果，即，在只執(zhí)行編碼動(dòng)作時(shí)作為編碼裝置工作，在只執(zhí)行譯碼動(dòng)作時(shí)作為譯碼裝置工作，進(jìn)而在分時(shí)執(zhí)行編碼動(dòng)作和譯碼動(dòng)作時(shí)作為編碼/譯碼裝置工作。
圖1是展示實(shí)施例1的運(yùn)算裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖2是展示實(shí)施例2的運(yùn)算裝置的概略構(gòu)成的方框圖。
圖3是展示在實(shí)施例2的運(yùn)算裝置中的逆量化算式的圖。
圖4是展示在實(shí)施例2的運(yùn)算裝置中的算術(shù)運(yùn)算器的構(gòu)成的方框圖。
圖5是表示實(shí)施2的運(yùn)算裝置中的算術(shù)運(yùn)算器中的輸出選擇器的輸出數(shù)據(jù)控制的圖。
圖6是表示實(shí)施2的運(yùn)算裝置中的算術(shù)運(yùn)算器的輸入輸出關(guān)系的圖。
圖7是表示在實(shí)施例2的運(yùn)算裝置中的流水線運(yùn)算器中的矢量數(shù)據(jù)流程的圖。
圖8是展示本實(shí)施例3的運(yùn)算裝置的概略構(gòu)成的方框圖。
圖9是展示實(shí)施例3的運(yùn)算裝置中的量化運(yùn)算式的圖。
圖10是表示實(shí)施例3的運(yùn)算裝置中的流水線運(yùn)算器中的矢量數(shù)據(jù)的流程的圖。
圖11是展示實(shí)施例4的圖象處理裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖12是展示在實(shí)施例4圖象處理裝置中的編碼時(shí)的各單元的處理分擔(dān)的圖。
圖13是展示實(shí)施例4的圖象處理裝置中的譯碼時(shí)的各單元的處理分擔(dān)的圖。
圖14是展示以往的運(yùn)算裝置的構(gòu)成的方框圖。
以下，用圖1至圖8說明本發(fā)明的實(shí)施例。進(jìn)而，這里所示的實(shí)施例只不過是一個(gè)例子，并不限于此實(shí)施例。
圖1是展示本發(fā)明的實(shí)施例1的運(yùn)算裝置的構(gòu)成的方框圖。
實(shí)施例1的運(yùn)算裝置是搭載了矢量命令的程序控制型處理器，如圖1所示，分別為通用運(yùn)算電路101和專用運(yùn)算電路102，通用運(yùn)算電路101包括程序控制電路103、第1地址發(fā)生器104、第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器105、第1流水線運(yùn)算電路106、第2地址發(fā)生器113、第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器114，以及第2流水線運(yùn)算電路112，另外，專用運(yùn)算電路102包括控制電路115，以及用于各種用途的高負(fù)荷運(yùn)算特定處理的，第1專用流水線運(yùn)算電路107、第2專用流水線運(yùn)算電路108、第3專用流水線運(yùn)算電路109、……、第N個(gè)專用流水線運(yùn)算電路110。
程序控制電路103，由程序存儲(chǔ)器、命令譯碼器、定序器構(gòu)成，加上通常的標(biāo)量命令，具有對(duì)矢量命令的命令分析功能、命令執(zhí)行控制功能，矢量命令執(zhí)行執(zhí)行時(shí)，首先，在輸出第1運(yùn)算電路選擇信號(hào)、第2運(yùn)算電路選擇信號(hào)、專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)的同時(shí)，斷言第1啟動(dòng)信號(hào)，其后，在相當(dāng)于第1流水線運(yùn)算電路106的流水線段數(shù)程度的周期后，斷言通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能，在專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能的斷言后，在相當(dāng)于第2流水線運(yùn)算電路的流水線段數(shù)程度的周期數(shù)后，斷言第2啟動(dòng)信號(hào)，在把預(yù)先設(shè)定的矢量數(shù)據(jù)的長度設(shè)定為M個(gè)時(shí)，在最初的第1啟動(dòng)信號(hào)的斷言后，在M周期后，取消第1啟動(dòng)信號(hào)，其后，在相當(dāng)于第1流水線運(yùn)算電路106的流水線段數(shù)程度的周期數(shù)后，取消通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能，在專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能的取消后，在相當(dāng)于第2流水線運(yùn)算電路112的流水線段數(shù)程度的周期數(shù)后，取消第2啟動(dòng)信號(hào)。
第1地址發(fā)生器104，在第1啟動(dòng)信號(hào)被斷言的期間，把規(guī)定的地址作為第1地址輸出。
第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器105按照第1地址輸出第1數(shù)據(jù)。
第1流水線運(yùn)算電路106，按照在程序控制電路103中命令解析后輸出的第1運(yùn)算電路選擇信號(hào)，組合乘法器、算術(shù)邏輯運(yùn)算器、桶式移位器(barrel shifter)等的基本運(yùn)算器構(gòu)成，對(duì)第1數(shù)據(jù)實(shí)施流水線運(yùn)算，輸出第1計(jì)算結(jié)果。
第2地址發(fā)生器113，在第2啟動(dòng)信號(hào)被斷言期間，把規(guī)定的地址作為第2地址輸出。
第2流水線運(yùn)算電路112，按照在程序控制電路103中，命令解析后輸出的第2運(yùn)算電路選擇信號(hào)，組合乘法器、算術(shù)邏輯運(yùn)算器、注1等的基本運(yùn)算器構(gòu)成，對(duì)第2數(shù)據(jù)實(shí)施流水線運(yùn)算，輸出第3計(jì)算結(jié)果。
第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器114，按照第2地址，存儲(chǔ)第3計(jì)算結(jié)果。
控制電路115，在通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能的斷言后，在從按照專用運(yùn)算電路選擇信號(hào)選擇出的，第1流水線段數(shù)通知信號(hào)、第2流水線段數(shù)通知信號(hào)、第3流水線段數(shù)通知信號(hào)、……、第N流水線段數(shù)通知信號(hào)中選擇出的相當(dāng)于第n個(gè)流水線段數(shù)通知信號(hào)表示的段數(shù)程度的周期數(shù)后，斷言專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能，在通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能被取消后，在相當(dāng)于第n個(gè)流水線段數(shù)通知信號(hào)表示的段數(shù)程度的周期數(shù)后取消專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能。
第1專用流水線運(yùn)算電路107、第2專用流水線運(yùn)算電路108、第3專用流水線運(yùn)算電路109、……、第N專用流水線運(yùn)算電路110，對(duì)第1計(jì)算結(jié)果，實(shí)施流水線運(yùn)算，分別輸出第1專用計(jì)算結(jié)果、第2專用計(jì)算結(jié)果、第3專用計(jì)算結(jié)果、……、第N專用計(jì)算結(jié)果，另一方面，輸出關(guān)于各個(gè)專用流水線運(yùn)算電路107～110的流水線段數(shù)的，第1流水線段數(shù)通知信號(hào)、第2流水線段數(shù)通知信號(hào)、第3流水線段數(shù)通知信號(hào)、……、第N流水線段數(shù)通知信號(hào)。
數(shù)據(jù)選擇電路111，按照專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)，從第1專用計(jì)算結(jié)果、第2專用計(jì)算結(jié)果、第3專用計(jì)算結(jié)果、……、第N專用計(jì)算結(jié)果中選擇一個(gè)輸出。
接著，說明在程序控制電路103中，解析矢量命令，對(duì)M個(gè)矢量數(shù)據(jù)執(zhí)行流水線運(yùn)算時(shí)的動(dòng)作。
首先，第1啟動(dòng)信號(hào)被斷言，從第1地址發(fā)生器104開始發(fā)出M個(gè)連續(xù)的第1地址。按照第1地址，從第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀出M個(gè)連續(xù)的第1數(shù)據(jù)，并被輸入到第1流水線運(yùn)算電路106。第1流水線運(yùn)算電路106，對(duì)第1數(shù)據(jù)順序進(jìn)行運(yùn)算，作為第1計(jì)算結(jié)果順序輸出。這時(shí)，從第1流水線運(yùn)算電路106中，檢測(cè)出第1號(hào)的第1數(shù)據(jù)的輸出時(shí)刻，并斷言通用運(yùn)算電路輸出使能。第1專用流水線運(yùn)算電路107、第2專用流水線運(yùn)算電路108、第3專用流水線運(yùn)算電路109、……、第N專用流水線運(yùn)算電路110，對(duì)第1運(yùn)算結(jié)果順序執(zhí)行運(yùn)算，把其結(jié)果作為第1專用計(jì)算結(jié)果、第2專用計(jì)算結(jié)果、第3專用計(jì)算結(jié)果、……、第N專用計(jì)算結(jié)果，分別順序輸出。按照在程序控制電路103中，在矢量命令被解析時(shí)輸出的專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)，用數(shù)據(jù)選擇電路111從這些專用計(jì)算結(jié)果中選擇作為第2計(jì)算結(jié)果輸出。這時(shí)，從通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能的斷言時(shí)刻，和用從程序控制電路輸出的專用流水線選擇信號(hào)選擇出的第1流水線段數(shù)通知信號(hào)、第2流水線段數(shù)通知信號(hào)、第3流水線段數(shù)通知信號(hào)、……、第N流水線段數(shù)通知信號(hào)的一個(gè)中檢測(cè)出第1的第2計(jì)算結(jié)果的輸出時(shí)刻，斷言專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能。第2流水線運(yùn)算電路112，對(duì)第2計(jì)算結(jié)果順序執(zhí)行運(yùn)算，并將結(jié)果作為第3計(jì)算結(jié)果順序輸出。檢測(cè)出專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能的斷言時(shí)刻，和從第2流水線運(yùn)算電路112的流水線段數(shù)檢測(cè)出第1的第2計(jì)算結(jié)果的輸出時(shí)刻，斷言啟動(dòng)信號(hào)2。第2地址發(fā)生器113，按照被斷言的第2啟動(dòng)信號(hào)，從第2地址發(fā)生器113開始生成M個(gè)連續(xù)的地址。按照第2地址，向第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)M個(gè)連續(xù)的第3計(jì)算結(jié)果。程序控制電路115，檢測(cè)從第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器105讀出第M號(hào)的第1數(shù)據(jù)的時(shí)刻，取消第1啟動(dòng)信號(hào)。接著，檢測(cè)出第1啟動(dòng)信號(hào)的取消時(shí)刻和根據(jù)第1通用運(yùn)算電路106的流水線段數(shù)，從第1流水線運(yùn)算電路106輸出第M號(hào)的第1計(jì)算結(jié)果的時(shí)刻，取消通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能?？刂齐娐?15，從由通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能的取消時(shí)刻和由從程序控制電路輸出的專用流水線選擇信號(hào)選擇出的第1流水線段數(shù)通知信號(hào)、第2流水線段數(shù)通知信號(hào)、第3流水線段數(shù)通知信號(hào)、……、第N流水線段數(shù)通知信號(hào)的一個(gè)中，檢測(cè)出第M號(hào)的第2計(jì)算結(jié)果的輸出時(shí)刻，取消專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能。程序控制電路，檢測(cè)出專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能的取消時(shí)刻，和根據(jù)第2流水線運(yùn)算電路的流水線段數(shù)，從第M號(hào)的第2流水線運(yùn)算電路的輸出時(shí)刻，取消啟動(dòng)信號(hào)2，結(jié)束本命令。
如上所述，如果采用本實(shí)施例1的運(yùn)算裝置，則因?yàn)槠錁?gòu)成是，分離為通用運(yùn)算電路101和專用運(yùn)算電路102，從專用運(yùn)算電路102向通用運(yùn)算電路101通知在通用運(yùn)算電路101中的程序控制電路103中作為時(shí)刻控制所需要的專用運(yùn)算電路102固有的信息的專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能，使得專用運(yùn)算電路102的每種用途的變化不會(huì)影響通用運(yùn)算電路101，通用運(yùn)算電路101中的程序控制電路103根據(jù)作為該通知信息的專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能，控制時(shí)刻，因而，具有可以實(shí)現(xiàn)適用于各種各樣的應(yīng)用的運(yùn)算裝置的效果。進(jìn)而，考慮到今后將要迎來的IP(Intellectual Property)化時(shí)代，具有可以進(jìn)一步發(fā)揮對(duì)于應(yīng)用的適應(yīng)性的效果。
圖2是展示本發(fā)明的實(shí)施例2的運(yùn)算裝置的概略構(gòu)成的方框圖。
實(shí)施例2的運(yùn)算裝置，在圖1所示的實(shí)施例1的運(yùn)算裝置中，在圖2中，201對(duì)應(yīng)實(shí)施例1的第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器105,211對(duì)應(yīng)實(shí)施例1的第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器114,212對(duì)應(yīng)實(shí)施例1的第1流水線運(yùn)算電路106,213對(duì)應(yīng)實(shí)施例1的第2流水線運(yùn)算電路112,214對(duì)應(yīng)實(shí)施例1的多個(gè)專用流水線運(yùn)算電路107～110中的一個(gè)。對(duì)于在本實(shí)施例2的運(yùn)算裝置中的上述以外的其它的構(gòu)成，具有和圖1所示的實(shí)施例1相同的構(gòu)成。
上述第1流水線運(yùn)算電路212包括第1寄存器202、第2寄存器203、乘法器204、第3寄存器205、第4寄存器206、算術(shù)計(jì)算器207，以及第5寄存器208。上述第2流水線運(yùn)算電路213包括第6寄存器210。上述專用流水線運(yùn)算電路214包括IDCT(Inversion DiscreteCosine Transfor)運(yùn)算器209。該IDCT運(yùn)算器209是實(shí)施1次反離散余弦轉(zhuǎn)換的部分。
圖3表示本實(shí)施例2的運(yùn)算裝置中的逆量化的算式。
圖3中，如果展開式(a)、式(b)、式(c)、式(d)，則成為式(e)、式(f)、式(g)、式(h)、式(i)。即，根據(jù)式(a)～(c)確定式(d)，用該式(d)求式(e)～(i)的各式。
預(yù)先在第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器201中存儲(chǔ)作為逆量化對(duì)象數(shù)據(jù)的圖3中的LEVEL，在第2寄存器203中存儲(chǔ)圖3中的(2×QUANT)，在第4寄存器206中當(dāng)QUANT是奇數(shù)的情況下存儲(chǔ)QUANT，在QUANT是偶數(shù)的情況下存儲(chǔ)(QUANT-1)。
圖4展示圖2中的算術(shù)運(yùn)算器207的構(gòu)成。算術(shù)運(yùn)算器207，如圖4所示，包括加法器401、減法器402，以及輸出選擇器403。該算術(shù)運(yùn)算器207的輸出選擇器403，如圖5所示，按照第1輸入編碼動(dòng)作。在圖5中，第1輸入相當(dāng)于作為第3寄存器205的輸出的第5數(shù)據(jù)，第2輸入相當(dāng)于第4寄存器206的第6數(shù)據(jù)。輸出選擇器403，如圖5所示，在第1輸入的編碼是正的情況下把加法器401的輸出作為其輸出，在第1輸入的編碼是0的情況下把第1輸入的輸出作為器輸出，在第1輸入的代碼是負(fù)的情況下把來自減法器402的輸出作為器輸出。因而，算術(shù)運(yùn)算器207的輸入輸出關(guān)系，如圖6所示。
而后，對(duì)于本實(shí)施例2的運(yùn)算裝置，當(dāng)按照在實(shí)施例1中說明的控制順序，控制在圖2所示的各流水線運(yùn)算電路212、214、213的情況下，其數(shù)據(jù)的流程按照?qǐng)D7進(jìn)行。在此，在圖7中，橫軸展示周期，縱軸展示各運(yùn)算器中的處理內(nèi)容，展示了D1、D2、……、Di、……、DM-1、DM這M個(gè)矢量數(shù)據(jù)流動(dòng)于各流水線運(yùn)算電路的狀態(tài)。最終，被寫入第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器211的是圖3所示的REC。
如上所述，如果采用本實(shí)施例2，就可以用通用運(yùn)算電路101中的第1流水線運(yùn)算電路212進(jìn)行逆量化運(yùn)算，用在專用運(yùn)算電路102中的專用流水線運(yùn)算電路214進(jìn)行逆DCT運(yùn)算，由此，具有可以連續(xù)逆量化和逆DCT運(yùn)算并進(jìn)行流水線運(yùn)算的效果。
圖8是展示本發(fā)明的實(shí)施例3的運(yùn)算裝置的概略構(gòu)成的方框圖。
實(shí)施例3的運(yùn)算裝置，在圖1所示的實(shí)施例1的運(yùn)算裝置中，圖8中，801對(duì)應(yīng)實(shí)施例1的第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器105,812對(duì)應(yīng)實(shí)施例1的第1流水線運(yùn)算電路106,813對(duì)應(yīng)實(shí)施例1的第2流水線運(yùn)算電路112,814對(duì)應(yīng)實(shí)施例1的多個(gè)專用流水線運(yùn)算電路107～110中的一個(gè)，除上述以外本實(shí)施例3的運(yùn)算裝置的構(gòu)成具有和圖1所示的實(shí)施例1相同的構(gòu)成。
上述第1流水線運(yùn)算電路812包括第1寄存器802。上述第2流水線運(yùn)算電路813包括，第2寄存器804、第3寄存器805、算術(shù)運(yùn)算器806、第4寄存器807、第5寄存器808、乘法器809，以及第6寄存器810。另外，上述專用流水線運(yùn)算電路814包括DCT(DiscreteCosine Transfor)運(yùn)算器803。該DCT運(yùn)算器803，是實(shí)施離散余弦轉(zhuǎn)換的部分。
圖9展示在本實(shí)施例3的運(yùn)算裝置中的量化的算式。
圖9中，如果展開式(a)、式(b)、式(c)、式(d)，則成為式(e)、式(f)、式(g)、式(h)、式(i)。即，根據(jù)式(a)～(c)確定式(d)，用該式(d)求式(e)～(i)之一。
預(yù)先在第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器801中存儲(chǔ)作為DCT對(duì)象數(shù)據(jù)的圖9中的REC，在第2寄存器802中當(dāng)QUANT是奇數(shù)的情況下存儲(chǔ)圖3中的(-QUANT)，當(dāng)是奇數(shù)的情況下存儲(chǔ)(-QUANT+1)，在寄存器808中存儲(chǔ)2×QUANT的倒數(shù)。
進(jìn)而，算術(shù)運(yùn)算器806，其構(gòu)成和圖4中所示的實(shí)施例2相同，其第1輸入相當(dāng)于來自第2寄存器804的第2數(shù)據(jù)，第2輸入相當(dāng)于來自第3寄存器805的第3數(shù)據(jù)。另外，在圖5和圖6中還展示了該算術(shù)運(yùn)算器806中的輸入輸出關(guān)系。
而后，關(guān)于本實(shí)施例3的運(yùn)算裝置，當(dāng)根據(jù)在實(shí)施例1中說明的控制順序，控制圖8所示的各流水線運(yùn)算電路812、814、813時(shí)，其數(shù)據(jù)流程如圖10所示。在此在圖10中，橫軸表示周期，縱軸表示在各運(yùn)算器中的處理內(nèi)容，展示了D1、D2、……、Di、……、DM-1、DM這M個(gè)矢量數(shù)據(jù)在各流水線運(yùn)算電路中流動(dòng)的狀態(tài)。最終，被寫入第2流水線存儲(chǔ)器811的是圖9所示的LEVEL。
如上所述，如果采用本實(shí)施例3的運(yùn)算裝置，則可以用在通用運(yùn)算電路101中的第2流水線運(yùn)算電路813進(jìn)行量化運(yùn)算，用在專用運(yùn)算電路102中的專用流水線運(yùn)算電路814進(jìn)行DCT運(yùn)算，由此，具有可以連續(xù)DCT運(yùn)算和量化運(yùn)算并進(jìn)行流水線運(yùn)算的效果。
圖11是展示本發(fā)明的實(shí)施例4的圖形處理裝置的構(gòu)成的方框圖。
實(shí)施例4的圖象處理裝置，在圖11中，第1DSP(Digital SignalProcessor)核心1101和第2DSP核心1102是程序控制型的處理器，第1通用運(yùn)算電路1118和第2通用運(yùn)算電路1119，是與圖1的實(shí)施例1中所示的通用運(yùn)算電路101對(duì)應(yīng)的部分。另外，第1專用運(yùn)算器1103和第2專用運(yùn)算電路1104，和圖1的實(shí)施例1中所示的專用運(yùn)算電路102對(duì)應(yīng)，第1專用運(yùn)算電路1103，作為專用流水線運(yùn)算電路107～110之一搭載DCT運(yùn)算電路1105和IDCT運(yùn)算電路1106，第2專用運(yùn)算電路1104，作為專用流水線運(yùn)算電路107～110之一搭載后噪聲濾波運(yùn)算電路1107和半像點(diǎn)(ハ-フパル)運(yùn)算電路1108。本實(shí)施例4的圖象處理裝置，除了上述之外，還包括第1公共存儲(chǔ)器1109、第2公共存儲(chǔ)器1110、第3公共存儲(chǔ)器1111、主接口1112、視頻接口1113、幀存儲(chǔ)器1114、DMA控制電路1115、AD變換器1116，以及DA變換器1117。
第1DSP核心1101，具有按照程序，執(zhí)行在第1DSP核心1101內(nèi)封閉的運(yùn)算、執(zhí)行使用第1專用運(yùn)算電路1103的運(yùn)算、以及執(zhí)行和第2DSP核心1102、主接口1112，以及DMA控制電路1115各自的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送的功能。
第1專用運(yùn)算電路1103，具有根據(jù)第1DSP核心1101的控制，執(zhí)行DCT運(yùn)算以及IDCT運(yùn)算的功能。
第2DSP核心核心1102，具有按照程序，執(zhí)行在第2DSP核心1102內(nèi)封閉的運(yùn)算、執(zhí)行使用第2專用運(yùn)算電路1104的運(yùn)算、以及執(zhí)行和第1DSP核心1101，以及DMA控制電路1115各自的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送的功能。
第2專用運(yùn)算電路1104，具有根據(jù)第2DSP核心1102的控制，執(zhí)行半像點(diǎn)運(yùn)算以及后噪聲濾波運(yùn)算的功能。
第1公共存儲(chǔ)器1109，具有在第1DSP核心1110和DMA控制電路1115之間轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)的功能。
第2公共存儲(chǔ)器1110，具有在第2DSP核心1102和DMA控制電路1115之間轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)的功能。
第3公共存儲(chǔ)器1111，具有在第1DSP核心1101和第2DSP核心1102之間轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)的功能。
主接口1112具有位流和指令數(shù)據(jù)的輸入輸出功能，以及在和第1DSP核心1101和DMA控制電路1115各自之間轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)的功能。
幀存儲(chǔ)器1114，具有向DMA控制電路1115輸出存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)來自DMA控制電路1115的輸入數(shù)據(jù)的功能。
DMA控制電路1115具有，向幀存儲(chǔ)器1114存儲(chǔ)來自第1公共存儲(chǔ)器1109、第2公共存儲(chǔ)器1110、主接口1112，以及視頻接口1113各自的輸入數(shù)據(jù)的功能，和把來自幀存儲(chǔ)器1113的輸出數(shù)據(jù)，輸出到第1公共存儲(chǔ)器1109、第2公共存儲(chǔ)器1110、主接口1112，以及視頻接口1113各自的功能。
視頻接口1113具有，在和DMA控制電路1115之間轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)的功能、后換算(postscaling)功能、向DA變換器1117輸出后換算后的數(shù)據(jù)的功能、從AD變換器1116輸入圖象數(shù)據(jù)的功能、對(duì)從AD變換器1116輸入的圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)換算(prescaling)的功能。
AD變換器1116，具有數(shù)字轉(zhuǎn)換輸入的模擬圖象數(shù)據(jù)輸出到視頻接口1113的功能。
DA變換器1117具有模擬轉(zhuǎn)換從視頻接口1113輸入的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)并輸出的功能。
接著，說明在本實(shí)施例4的圖象處理裝置中的編碼處理以及譯碼處理。
最初，說明編碼處理的動(dòng)作。在圖12中，表示本實(shí)施例4的圖象處理裝置的編碼處理的各單元1112、1101、1102、1113中的處理內(nèi)容。本實(shí)施例4的圖象處理裝置的編碼處理，通過在各單元中并行處理使集中在該圖12中的各單元高效率地分擔(dān)處理。
在編碼處理中，首先模擬圖象數(shù)據(jù)被輸入AD變換器1116，在被數(shù)字變換后，被輸入視頻接口1113。對(duì)被輸入到視頻接口1113中的數(shù)據(jù)，在預(yù)換算裝置中換算，被轉(zhuǎn)換為CIF(Common Internet File)或者QCIF(Quadrature Common Internet File)格式，經(jīng)過DMA控制電路1115，被存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器1114的規(guī)定的區(qū)域。對(duì)于實(shí)施了預(yù)換算后的編碼對(duì)象數(shù)據(jù)，根據(jù)第2DSP核心1102的程序，經(jīng)由第2公共存儲(chǔ)器1110，實(shí)施ME(運(yùn)動(dòng)檢測(cè))處理。在此過程中，由于半像點(diǎn)運(yùn)算的需要，用第2專用運(yùn)算電路1104，通過該半像點(diǎn)運(yùn)算電路1108執(zhí)行半像點(diǎn)運(yùn)算。如果ME處理結(jié)束，則通過第3公共存儲(chǔ)器1111，把編碼對(duì)象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到第1DSP核心1101，在第1DSP核心1101中，按照程序，實(shí)施MC(運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償)處理、DCT運(yùn)算處理、Q(量化)處理、IQ(逆量化)處理、IDCT運(yùn)算處理、VLC(可變長編碼)處理，最終通過DMA控制電路1115把編碼后的圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器1114的規(guī)定的區(qū)域。在這一過程中，DCT運(yùn)算處理、IDCT運(yùn)算處理，用第1專用運(yùn)算電路1103的DCT運(yùn)算電路1106以及IDCT運(yùn)算電路1106執(zhí)行。另一方面，編碼數(shù)據(jù)，按照主接口1112接收到的指令數(shù)據(jù)，從幀存儲(chǔ)器1114經(jīng)由DMA控制電路1115，讀出到主接口1112，作為位流送出。
接著，說明譯碼處理的動(dòng)作。在圖13中，表示在本實(shí)施例4的圖象處理裝置的譯碼處理的各單元1112、1101、1102、1113中的處理內(nèi)容。本實(shí)施例4的圖象處理裝置的譯碼處理，通過在各單元中并行處理，使該圖13中集中的各單元高效率地執(zhí)行分擔(dān)處理。
在譯碼處理中，首先，按照主接口1112接收到的指令數(shù)據(jù)，輸入位流，經(jīng)由IDMA控制電路1115，存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器1114的規(guī)定的區(qū)域。位流數(shù)據(jù)，經(jīng)由DMA控制電路1115，從幀存儲(chǔ)器1114讀出到第1公共存儲(chǔ)器1109，按照第1DSP核心1101的程序，實(shí)施VLD(可變長譯碼)處理、IQ(逆量化)處理、IDCT運(yùn)算處理、MC(運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償)處理，經(jīng)過DMA控制電路1115，作為譯碼圖象數(shù)據(jù)從第1公共存儲(chǔ)器1109存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器1114的規(guī)定的區(qū)域。譯碼圖象數(shù)據(jù)，按照第2DSP核心1102的程序，經(jīng)過DMA控制電路1115，從幀存儲(chǔ)器1114讀出到第2公共存儲(chǔ)器，用第2專用運(yùn)算電路1104，實(shí)施后噪聲消除濾波后，經(jīng)由DMA控制電路1115從第2公共存儲(chǔ)器1110存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器1114的規(guī)定的區(qū)域。實(shí)施了后噪聲濾波的數(shù)據(jù)，經(jīng)由DMA控制電路1115，從幀存儲(chǔ)器1114輸入到視頻接口1113，實(shí)施后換算，并輸出到DA變換器1117。在DA變換器1117中，把被輸入的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)據(jù)并輸出。
如上所述，如果采用本實(shí)施例4的圖象處理裝置，則因?yàn)?，搭載2個(gè)圖1所示的包含通用運(yùn)算電路101和專用運(yùn)算電路102的運(yùn)算裝置，第1專用運(yùn)算電路1103包括DCT運(yùn)算電路1105和IDCT運(yùn)算電路1106，第2專用運(yùn)算電路1104包括后噪聲濾波運(yùn)算電路1107和半像點(diǎn)運(yùn)算電路1108，所以，本實(shí)施例4具有可以實(shí)現(xiàn)這樣的圖象處理裝置的效果，即，在只執(zhí)行編碼動(dòng)作時(shí)，作為編碼裝置工作，在只執(zhí)行譯碼動(dòng)作時(shí)作為譯碼裝置工作，進(jìn)而在分時(shí)執(zhí)行編碼動(dòng)作和譯碼動(dòng)作時(shí)作為編碼/譯碼裝置動(dòng)作。
如上所述的本發(fā)明的運(yùn)算裝置，不需要改變程序控制電路，就可以搭載使用于各種用途的任意的專用流水線運(yùn)算電路，其結(jié)果是可以作為實(shí)現(xiàn)可以適用于各種各樣應(yīng)用的運(yùn)算裝置的裝置。進(jìn)而，如果是使用了本發(fā)明的運(yùn)算裝置的圖象處理裝置，則在只執(zhí)行編碼動(dòng)作時(shí)作為編碼裝置工作，在只執(zhí)行譯碼動(dòng)作時(shí)作為譯碼裝置工作，進(jìn)而在分時(shí)進(jìn)行編碼動(dòng)作和譯碼動(dòng)作時(shí)作為編碼/譯碼裝置工作這種圖象處理裝置時(shí)是極其有用的。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)算裝置，它包括通用運(yùn)算電路和專用運(yùn)算電路，上述通用運(yùn)算電路實(shí)裝有多條矢量命令，和上述專用運(yùn)算電路一同執(zhí)行根據(jù)上述矢量命令的流水線運(yùn)算，其特征在于上述通用運(yùn)算電路，把以下信號(hào)輸入上述專用運(yùn)算電路專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)，用于通知上述專用運(yùn)算電路的運(yùn)算內(nèi)容；在上述通用運(yùn)算電路中的多個(gè)計(jì)算結(jié)果；通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)，用于通知上述多個(gè)計(jì)算結(jié)果的輸出時(shí)刻，從上述專用運(yùn)算電路輸入以下信號(hào)在上述專用運(yùn)算電路中的多個(gè)專用計(jì)算結(jié)果；專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)，用于識(shí)別上述多個(gè)專用結(jié)果的輸出時(shí)刻和輸出數(shù)據(jù)的結(jié)束時(shí)刻，上述專用運(yùn)算電路，包括多個(gè)專用流水線運(yùn)算電路，它在輸出流水線段數(shù)通知信號(hào)的同時(shí)，對(duì)在上述通用運(yùn)算電路中的上述多個(gè)計(jì)算結(jié)果執(zhí)行流水線運(yùn)算；數(shù)據(jù)選擇電路，它根據(jù)在上述通用運(yùn)算電路中的上述專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)，從由上述多個(gè)專用流水線運(yùn)算電路各自輸出的專用計(jì)算結(jié)果中任意選擇一個(gè)專用計(jì)算結(jié)果，把上述任意選擇出的專用計(jì)算結(jié)果作為上述多個(gè)專用計(jì)算結(jié)果輸出到上述通用運(yùn)算電路；控制電路，它接收從上述多個(gè)專用流水線運(yùn)算電路各自輸出的專用流水線段數(shù)通知信號(hào)，以及上述通用運(yùn)算電路的上述專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)和上述通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)的輸入，把上述專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)輸出到上述通用運(yùn)算電路。
2.一種運(yùn)算裝置，它包括通用運(yùn)算電路和專用運(yùn)算電路，上述通用運(yùn)算電路實(shí)裝有多條矢量命令，和上述專用運(yùn)算電路一同執(zhí)行根據(jù)上述矢量命令的流水線運(yùn)算，其特征在于上述通用運(yùn)算電路包括程序控制電路，它輸出第1啟動(dòng)信號(hào)、第2啟動(dòng)信號(hào)、第1運(yùn)算電路選擇信號(hào)、第2運(yùn)算電路選擇信號(hào)、專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)以及通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)，接收專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)的輸入；第1地址發(fā)生器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的上述第1啟動(dòng)信號(hào)，連續(xù)輸出M個(gè)第1地址；第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它根據(jù)來自上述第1地址發(fā)生器的上述第1地址，輸出M個(gè)第1數(shù)據(jù)；第1流水線運(yùn)算電路，它根據(jù)來自上述程序控制電路的上述第1運(yùn)算電路選擇信號(hào)，對(duì)來自上述第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的上述第1數(shù)據(jù)執(zhí)行流水線運(yùn)算并順序輸出M個(gè)第1計(jì)算結(jié)果；第2流水線運(yùn)算電路，它根據(jù)來自上述程序控制電路的上述第2運(yùn)算電路選擇信號(hào)，對(duì)來自上述專用運(yùn)算電路的第2計(jì)算結(jié)果執(zhí)行流水線運(yùn)算并順序輸出M個(gè)第3計(jì)算結(jié)果；第2地址發(fā)生器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的上述第2啟動(dòng)信號(hào)，連續(xù)輸出M個(gè)的第2地址；第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它根據(jù)來自上述第2地址發(fā)生器的上述第2地址，存儲(chǔ)來自上述第2流水線運(yùn)算電路的M個(gè)上述第3計(jì)算結(jié)果，上述專用運(yùn)算電路包括N個(gè)專用流水線運(yùn)算電路，用于輸出流水線段數(shù)通知信號(hào)，對(duì)來自在上述通用運(yùn)算電路中的上述第1流水線運(yùn)算電路的上述第1計(jì)算結(jié)果執(zhí)行流水線運(yùn)算；數(shù)據(jù)選擇電路，它根據(jù)來自在上述通用運(yùn)算電路中的上述程序控制電路的上述專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)，從由上述N個(gè)專用流水線運(yùn)算電路的各自輸出的專用計(jì)算結(jié)果中，選擇一個(gè)第n專用計(jì)算結(jié)果，把該第n專用計(jì)算結(jié)果作為上述第2計(jì)算結(jié)果輸出到上述通用運(yùn)算電路的上述第2流水線運(yùn)算電路；控制電路，它接收從上述多個(gè)專用流水線運(yùn)算電路的各自輸出的專用流水線段數(shù)通知信號(hào)，以及來自上述通用運(yùn)算電路的上述程序控制電路的上述專用流水線運(yùn)算電路選擇信號(hào)和上述通用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)的輸入，輸出專用運(yùn)算電路輸出數(shù)據(jù)使能信號(hào)到上述通用運(yùn)算電路的上述程序控制電路。
3.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)算裝置，其特征在于上述通用運(yùn)算電路中的第1流水線運(yùn)算電路包括第1寄存器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的上述第1運(yùn)算電路選擇信號(hào)，把來自上述第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的上述第1數(shù)據(jù)作為輸入，把第2數(shù)據(jù)作為輸出；第2寄存器，它輸出預(yù)先存儲(chǔ)的第3數(shù)據(jù)；乘法器，它接收來自上述第1寄存器的上述第2數(shù)據(jù)和來自上述第2寄存器的上述第3數(shù)據(jù)的輸入，把它們的乘算結(jié)果作為第4數(shù)據(jù)輸出；第3寄存器，它把來自上述乘法器的第4數(shù)據(jù)作為輸入，輸出第5數(shù)據(jù)；第4寄存器，它輸出預(yù)先存儲(chǔ)器的第6數(shù)據(jù)；算術(shù)運(yùn)算器，它接收來自上述第3寄存器的上述第5數(shù)據(jù)和來自上述第4寄存器的上述第6數(shù)據(jù)的輸入，把它們的計(jì)算結(jié)果作為第7數(shù)據(jù)輸出；第5寄存器，它把來自上述算數(shù)運(yùn)算器的上述第7數(shù)據(jù)作為輸入，輸出成為本第1流水線運(yùn)算電路的輸出的第1計(jì)算結(jié)果，上述通用運(yùn)算電路中的第2流水線運(yùn)算電路包括第6寄存器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的第2運(yùn)算電路選擇信號(hào)，把來自上述專用運(yùn)算電路的上述第2運(yùn)算結(jié)果作為輸入，輸出成為本第2流水線運(yùn)算電路的輸出的第3計(jì)算結(jié)果，上述專用運(yùn)算電路中的特定的專用流水線運(yùn)算電路包括IDCT，它把來自上述第1流水線運(yùn)算電路的上述第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，實(shí)施1次元的反離散余弦轉(zhuǎn)換輸出成為本專用流水線運(yùn)算電路的輸出的專用計(jì)算結(jié)果。
4.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)算裝置，其特征在于上述通用運(yùn)算電路中的第1流水線運(yùn)算電路包括第1寄存器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的上述第1運(yùn)算電路選擇信號(hào)，把來自上述第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的上述第1數(shù)據(jù)作為輸入，把成為本第1運(yùn)算電路的輸出的第1計(jì)算結(jié)果作為輸出，在上述通用運(yùn)算電路中的第2流水線運(yùn)算電路包括第2寄存器，它根據(jù)來自上述程序控制電路的第2運(yùn)算電路選擇信號(hào)，把來自上述專用運(yùn)算電路的第2計(jì)算結(jié)果作為輸入，把第2數(shù)據(jù)作為輸出；第3寄存器，它輸出預(yù)先存儲(chǔ)的第3數(shù)據(jù)；算術(shù)運(yùn)算器，它接收來自上述第2寄存器的上述第2數(shù)據(jù)和來自上述第3寄存器的上述第3數(shù)據(jù)，把它們的計(jì)算結(jié)果作為第4數(shù)據(jù)；第4寄存器，它把來自上述算術(shù)運(yùn)算器的上述第4數(shù)據(jù)作為輸入，輸出第5數(shù)據(jù)；第5寄存器，它輸出預(yù)先存儲(chǔ)的第6數(shù)據(jù)；乘法器，它把來自上述第4寄存器的上述第5數(shù)據(jù)和來自上述第5寄存器的上述第6數(shù)據(jù)作為輸入，把它們的乘算結(jié)果作為第7數(shù)據(jù)輸出；第6寄存器，它把來自上述乘法器的上述第7數(shù)據(jù)作為輸入，輸出成為第2流水線運(yùn)算電路的輸出的第3計(jì)算結(jié)果，在上述專用運(yùn)算電路中的特定的專用流水線運(yùn)算電路包括DCT運(yùn)算器，它把來自上述通用運(yùn)算電路的第1流水線運(yùn)算電路的第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，實(shí)施1次遠(yuǎn)離散余弦轉(zhuǎn)換輸出成為本專用流水線運(yùn)算電路的輸出的第2專用計(jì)算結(jié)果。
5.如權(quán)利要求3或者4所述的運(yùn)算裝置，其特征在于上述算術(shù)運(yùn)算裝置包括加法器，它接收第1輸入和第2輸入，輸出其加法運(yùn)算結(jié)果；減法器，它接收上述第1輸入和上述第2輸入，輸出從上述第1輸入減去上述第2輸入的減法運(yùn)算結(jié)果；輸出選擇器，是把上述加法器的加法運(yùn)算結(jié)果、上述減法器的減法運(yùn)算結(jié)果，或者0作為輸入，把從它們中選擇出的數(shù)據(jù)作為輸出的裝置，在上述第1輸入是正數(shù)的情況下選擇輸出上述加法器的加法運(yùn)算結(jié)果，在上述第1輸入是0的情況下選擇輸出0，在其他的情況下選擇輸出上述減法器的減法運(yùn)算結(jié)果。
6.一種圖象處理裝置，其特征在于它搭載2個(gè)權(quán)利要求2所述的運(yùn)算裝置，分別把它們作為第1運(yùn)算裝置、第2運(yùn)算裝置，包括上述第1運(yùn)算裝置，它具備DCT運(yùn)算電路，它作為第1專用流水線運(yùn)算電路，把上述第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，對(duì)該輸入實(shí)施1次元離散余弦轉(zhuǎn)換并輸出第1專用計(jì)算結(jié)果；IDCT運(yùn)算電路，它作為第2專用流水線運(yùn)算電路，把上述第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，對(duì)該輸入實(shí)施1次元反離散余弦轉(zhuǎn)換并輸出第2專用計(jì)算結(jié)果；上述第2運(yùn)算裝置，它具備半像點(diǎn)運(yùn)算電路，它作為第1專用流水線運(yùn)算電路把上述第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，對(duì)該輸入實(shí)施半像點(diǎn)運(yùn)算輸出第1專用計(jì)算結(jié)果；后噪聲濾波運(yùn)算電路，它作為第2專用流水線運(yùn)算電路，把上述第1計(jì)算結(jié)果作為輸入，對(duì)該輸入實(shí)施后噪聲消除濾波并輸出第2專用計(jì)算結(jié)果；主接口，進(jìn)行和主機(jī)的數(shù)據(jù)的收發(fā)；視頻接口，從圖象AD變換器輸入圖象數(shù)據(jù)實(shí)施預(yù)換算，輸出CIF數(shù)據(jù)或者QCIF數(shù)據(jù)，另外接收CIF數(shù)據(jù)或者QCIF數(shù)據(jù)的輸入實(shí)施后換算并輸出到圖象DA變換器；DMA控制電路，它控制和大容量存儲(chǔ)器之間的，通過上述主接口的來自上述主機(jī)的數(shù)據(jù)輸入輸出、來自在上述第1運(yùn)算裝置中的第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或者第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)的輸入輸出，以及來自上述視頻接口的上述CIF數(shù)據(jù)或者QCIF數(shù)據(jù)的輸入輸出；公共存儲(chǔ)器，它具有在上述第1運(yùn)算裝置和上述第2運(yùn)算裝置之間轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)的功能。
全文摘要
一種圖象處理裝置包括:通用運(yùn)算電路(101),該電路包括程序控制電路(103)、第1地址發(fā)生器(104)、第1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(105)、第1流水線運(yùn)算電路(106)、第2地址發(fā)生器(113)、第2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(114),以及第 2流水線運(yùn)算電路(112),及專用運(yùn)算電路(102),該電路包括控制電路(115)、第1專用流水線運(yùn)算電路(107)、第2專用流水線運(yùn)算電路(108)、……、第N專用流水線運(yùn)算電路110。這種處理器可以應(yīng)用于各種各樣的應(yīng)用并在今后要迎來的IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))化時(shí)代具有可以進(jìn)一步發(fā)揮針對(duì)應(yīng)用的靈活適應(yīng)性的效果。
文檔編號(hào)G06F17/10GK1289422SQ9980242
公開日2001年3月28日 申請(qǐng)日期1999年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月26日
發(fā)明者九郎丸俊一, 濱田真納, 米澤友紀(jì), 松尾昌俊, 中村剛, 大橋政宏 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社